Beras. 3. Perkakas satu bagian, yang dapat diganti dengan cepat, yang disimpan di lemari sebelah kiri, mengendalikan orientasi dan pemisahan peralatan (memastikan penyelarasan dan posisi peralatan yang tepat). Lemari sebelah kanan menampung berbagai landasan dan shuttle.
Ron Boggs, manajer penjualan dan layanan untuk Haeger Amerika Utara, terus menerima panggilan serupa dari produsen selama pemulihan dari pandemi 2021.
“Mereka terus memberi tahu kami, 'Hei, kami kekurangan pengencang,'” kata Boggs. “Ternyata ini terjadi karena masalah kepegawaian.” Ketika pabrik merekrut karyawan baru, mereka sering menempatkan orang yang tidak berpengalaman dan tidak terampil di depan mesin untuk memasang peralatan. Terkadang mereka kehilangan pengencang, terkadang mereka memasang pengencang yang salah. Klien kembali dan menyelesaikan pengaturan.
Pada tingkat tinggi, pemasangan perangkat keras tampaknya merupakan aplikasi robotika yang matang. Pada akhirnya, sebuah pabrik dapat memiliki otomatisasi pelubangan dan pembentukan penuh, termasuk menara, pelepasan komponen, dan bahkan mungkin pembengkokan robot. Semua teknologi ini kemudian melayani sebagian besar sektor pemasangan manual. Dengan mempertimbangkan semua ini, mengapa tidak menempatkan robot di depan mesin untuk memasang peralatan?
Selama 20 tahun terakhir, Boggs telah bekerja dengan banyak pabrik yang menggunakan peralatan penyisipan robotik. Baru-baru ini, ia dan timnya, termasuk Kepala Insinyur Haeger Sander van de Bor, telah berupaya mempermudah pengintegrasian cobot dengan proses penyisipan (lihat Gambar 1).
Namun, Boggs dan VanderBose menekankan bahwa fokus semata-mata pada robotika terkadang dapat mengabaikan masalah yang lebih besar dalam memasukkan perangkat keras. Operasi pemasangan yang andal, otomatis, dan fleksibel memerlukan banyak komponen dasar, termasuk konsistensi dan fleksibilitas proses.
Orang tua itu meninggal dengan mengenaskan. Banyak orang menerapkan pepatah ini pada mesin press dengan pukulan mekanis, tetapi juga berlaku pada mesin press dengan peralatan pengumpanan manual, terutama karena kesederhanaannya. Operator memposisikan pengencang dan komponen pada penyangga bawah sebelum memasukkannya secara manual ke dalam mesin press. Ia menekan pedal. Penusuk turun, menyentuh benda kerja dan menciptakan tekanan untuk memasukkan peralatan. Cukup mudah – tentu saja sampai terjadi kesalahan.
“Jika operator tidak memperhatikan, alat akan jatuh dan menyentuh benda kerja tanpa benar-benar memberikan tekanan,” kata van de Bor. Mengapa, apa sebenarnya? “Peralatan lama tidak memiliki umpan balik secara tidak sengaja dan operator tidak benar-benar mengetahuinya.” Operator tidak dapat menjaga kakinya tetap menginjak pedal selama seluruh siklus, yang pada gilirannya dapat menyebabkan pengoperasian sistem pengaman pada mesin pres. “Alat di atas memiliki enam volt, alat di bawah diarde, dan mesin pres harus merasakan konduktivitas sebelum dapat menghasilkan tekanan.”
Mesin press insert yang lebih tua juga tidak memiliki apa yang disebut "jendela tonase", yaitu kisaran tekanan di mana peralatan dapat dimasukkan dengan benar. Mesin press modern mungkin merasa bahwa tekanan ini terlalu rendah atau terlalu tinggi. Karena mesin press yang lebih tua tidak memiliki jendela tonase, Boggs menjelaskan, operator terkadang menyesuaikan tekanan dengan menyesuaikan katup untuk memperbaiki masalah. "Beberapa menyetel terlalu tinggi dan beberapa menyetel terlalu rendah," kata Boggs. "Penyetelan manual membuka banyak fleksibilitas. Jika terlalu rendah, Anda telah memasang perangkat keras dengan tidak benar." "Tekanan yang berlebihan sebenarnya dapat merusak bagian atau pengikat itu sendiri."
“Mesin yang lebih tua juga tidak memiliki meteran,” imbuh van de Boer, “yang dapat menyebabkan operator kehilangan pengencang.”
Memasukkan perangkat keras secara manual mungkin tampak mudah, tetapi prosesnya sulit diperbaiki. Lebih buruk lagi, pengoperasian perangkat keras sering kali terjadi di kemudian hari dalam rantai nilai, setelah celah telah diisi dan terbentuk. Masalah peralatan dapat menimbulkan malapetaka pada pelapisan serbuk dan perakitan, sering kali karena operator yang teliti dan tekun membuat kesalahan kecil yang berubah menjadi masalah.
Gambar 1. Cobot menunjukkan bagian dengan memasukkan peralatan ke dalam mesin press, yang memiliki empat mangkuk dan empat shuttle independen yang memasukkan peralatan ke dalam mesin press. Gambar: Hagrid
Selama bertahun-tahun, teknologi pemasangan perangkat keras telah memecahkan masalah ini dengan mengidentifikasi dan menghilangkan sumber-sumber variabilitas ini. Pemasang peralatan seharusnya tidak menjadi sumber begitu banyak masalah hanya karena mereka kehilangan sedikit fokus di akhir giliran kerja mereka.
Langkah pertama dalam mengotomatisasi pemasangan fitting, pengumpanan mangkuk (lihat gbr. 2), menghilangkan bagian yang paling membosankan dari proses ini: mengambil dan menempatkan fitting secara manual pada benda kerja. Dalam konfigurasi pengumpanan atas tradisional, alat pres pengumpanan mangkuk mengirimkan pengencang ke shuttle yang mengumpankan perangkat keras ke alat atas. Operator menempatkan benda kerja pada alat bawah (landasan) dan menekan pedal. Pukulan diturunkan menggunakan tekanan vakum untuk mengangkat perangkat keras keluar dari shuttle, membawa perangkat keras mendekati benda kerja. Alat pres memberikan tekanan dan siklus selesai.
Tampaknya sederhana, tetapi jika Anda menggali lebih dalam, Anda dapat menemukan beberapa kerumitan yang tidak kentara. Pertama, peralatan harus dimasukkan ke dalam ruang kerja dengan cara yang terkendali. Di sinilah alat bootstrap berperan. Alat ini terdiri dari dua komponen. Satu yang didedikasikan untuk pemosisian memastikan bahwa peralatan yang keluar dari mangkuk diposisikan dengan benar. Yang lainnya memastikan segmentasi, penyelarasan, dan penempatan peralatan yang tepat. Dari sana, peralatan bergerak melalui pipa ke shuttle yang menyalurkan peralatan ke alat teratas.
Berikut ini komplikasinya: Perkakas autofeed—perkakas orientasi dan pembagian, serta shuttle—perlu diganti dan dirawat agar berfungsi dengan baik setiap kali peralatan diganti. Berbagai bentuk perangkat keras memengaruhi cara perangkat keras tersebut memasok daya ke area kerja, jadi perkakas khusus perangkat keras hanyalah kenyataan dan tidak dapat didesain di luar persamaan.
Karena operator di depan mesin pres cangkir tidak lagi menghabiskan waktu untuk mengangkat (atau mungkin menurunkan) dan menyiapkan peralatan, waktu antar-penyisipan berkurang drastis. Namun, dengan semua alat khusus perangkat keras ini, mangkuk umpan juga menambahkan kemampuan konversi. Alat untuk mur pengencang otomatis 832 tidak cocok untuk mur 632.
Untuk mengganti mangkuk pengumpan dua bagian yang lama, operator harus memastikan bahwa alat orientasi sejajar dengan alat split. “Mereka juga harus memeriksa getaran mangkuk, pengaturan waktu udara, dan penempatan selang,” kata Boggs. “Mereka harus memeriksa kesejajaran shuttle dan vakum. Singkatnya, operator harus memeriksa banyak kesejajaran untuk memastikan alat berfungsi sebagaimana mestinya.”
Operator lembaran logam sering kali memiliki persyaratan peralatan unik yang mungkin disebabkan oleh masalah akses (memasukkan peralatan ke ruang sempit), peralatan yang tidak biasa, atau keduanya. Jenis pemasangan ini menggunakan alat satu bagian yang dirancang khusus. Berdasarkan hal ini, kata Boggs, alat serba guna untuk pengepres cangkir standar akhirnya dikembangkan. Alat tersebut berisi elemen orientasi dan pemilihan (lihat Gambar 3).
“Mesin ini dirancang untuk pergantian cepat,” kata van de Boer. “Semua parameter kontrol, termasuk udara dan getaran, waktu, dan lainnya, dikontrol oleh komputer, sehingga operator tidak perlu melakukan pergantian atau penyesuaian apa pun.”
Dengan bantuan pasak, semuanya tetap dalam satu garis (lihat gambar 4). “Operator tidak perlu khawatir tentang penyelarasan saat mengonversi. Selalu rata karena semuanya terkunci pada tempatnya,” kata Boggs. “Alat-alat tinggal disekrup.”
Ketika seorang operator meletakkan lembaran pada mesin pres perangkat keras, mereka akan menyelaraskan lubang-lubang dengan landasan yang dirancang untuk bekerja dengan pengencang dengan diameter tertentu. Kenyataan bahwa diameter baru memerlukan alat landasan baru telah menyebabkan beberapa produksi massal yang sulit selama bertahun-tahun.
Bayangkan sebuah pabrik dengan teknologi pemotongan dan pembengkokan terkini, penggantian alat otomatis yang cepat, produksi dalam jumlah kecil atau bahkan produksi lengkap. Komponen tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sisipan perangkat keras, dan jika komponen tersebut memerlukan jenis perangkat keras yang berbeda, operator beralih ke produksi massal. Misalnya, mereka dapat memasukkan sejumlah 50 buah, mengganti landasan, lalu memasukkan perangkat keras baru ke dalam lubang yang benar.
Mesin pres perangkat keras dengan menara mengubah pemandangan. Operator kini dapat memasukkan satu jenis peralatan, memutar menara, dan membuka wadah berkode warna untuk menampung jenis peralatan lain, semuanya dalam satu pengaturan (lihat Gambar 5).
"Tergantung pada jumlah komponen yang Anda miliki, kecil kemungkinan Anda akan melewatkan sambungan perangkat keras," kata van de Bor. "Anda mengerjakan seluruh bagian dalam satu lintasan sehingga tidak ada satu langkah pun yang terlewat di akhir."
Kombinasi umpan mangkuk dan turret pada mesin press sisipan dapat membuat penanganan kit menjadi kenyataan di departemen perangkat keras. Dalam pemasangan yang umum, produsen memastikan bahwa pasokan mangkuk eksklusif untuk peralatan besar yang normal, dan kemudian menempatkan peralatan yang jarang digunakan dalam wadah berkode warna di dekat area kerja. Ketika operator mengambil komponen yang memerlukan beberapa perangkat keras, mereka mulai menyambungkannya dengan mendengarkan bunyi bip mesin (yang menunjukkan saatnya untuk perangkat keras baru), memutar meja putar landasan, melihat gambar 3D komponen tersebut pada pengontrol, dan kemudian memasukkan komponen perangkat keras berikutnya.
Bayangkan skenario di mana seorang operator memasukkan satu per satu peralatan, menggunakan umpan otomatis dan memutar meja putar landasan sesuai kebutuhan. Kemudian berhenti setelah alat teratas mengambil pengencang yang memberi makan sendiri dari shuttle dan menjatuhkannya ke benda kerja di landasan. Kontroler akan memperingatkan operator bahwa pengencang memiliki panjang yang salah.
Seperti yang dijelaskan Boggs, "Dalam mode pengaturan, mesin pres perlahan menurunkan slider dan mencatat posisinya. Jadi saat beroperasi dengan kecepatan penuh dan fixture menyentuh alat, sistem memastikan bahwa panjang fixture sesuai dengan [[Toleransi] yang ditentukan. Pengukuran di luar jangkauan, terlalu panjang, atau terlalu pendek, akan menyebabkan kesalahan panjang pengikat. Hal ini disebabkan oleh deteksi pengikat (tidak ada vakum di alat atas, biasanya disebabkan oleh kesalahan umpan perangkat keras) dan pemantauan serta pemeliharaan jendela tonase (alih-alih operator menyesuaikan katup secara manual) menciptakan sistem otomasi yang terbukti andal.
“Mesin press perangkat keras dengan diagnosis mandiri dapat menjadi keuntungan besar bagi modul robotik,” kata Boggs. “Dalam pengaturan otomatis, robot menggerakkan kertas ke posisi yang tepat dan mengirimkan sinyal ke mesin press, yang pada dasarnya mengatakan, 'Saya berada di posisi yang tepat, lanjutkan dan mulai mesin press.'
Mesin pres perangkat keras menjaga pin landasan (dipasang di lubang pada benda kerja lembaran logam) tetap bersih. Vakum di bagian atas punch adalah normal, yang berarti ada pengencang. Mengetahui semua ini, mesin pres mengirimkan sinyal ke bot.
Seperti yang dikatakan Boggs, “Mesin press pada dasarnya memeriksa semuanya dan berkata kepada robot, 'Oke, saya baik-baik saja.' Mesin ini memulai siklus pencetakan, memeriksa keberadaan pengencang dan panjangnya yang benar. Jika siklus selesai, pastikan tekanan yang digunakan untuk memasukkan perangkat keras sudah benar, lalu kirimkan sinyal ke robot bahwa siklus pengepresan telah selesai. Robot menerima sinyal ini dan tahu semuanya sudah bersih dan dapat memindahkan benda kerja ke lubang berikutnya.”
Semua pemeriksaan mesin ini, yang awalnya ditujukan untuk operator manual, secara efektif menyediakan dasar yang baik untuk otomatisasi lebih lanjut. Boggs dan van de Boor menjelaskan peningkatan lebih lanjut seperti desain tertentu yang membantu mencegah lembaran menempel pada landasan. "Kadang-kadang pengencang menempel setelah siklus pencetakan," kata Boggs. "Ini masalah yang melekat saat Anda memampatkan material. Saat tersangkut di alat bawah, operator biasanya dapat memutar benda kerja sedikit untuk mengeluarkannya."
Gambar 4. Baut shuttle dengan pin dowel. Setelah disiapkan, shuttle menyalurkan peralatan ke alat atas, yang menggunakan tekanan vakum sehingga peralatan dapat diamankan dan diangkut ke benda kerja. Landasan (kiri bawah) terletak di salah satu dari empat menara.
Sayangnya, robot tidak memiliki keterampilan seperti operator manusia. “Jadi sekarang ada desain pengepres yang membantu mengeluarkan benda kerja, membantu mendorong pengencang keluar dari alat, sehingga tidak ada yang lengket setelah siklus pengepresan.”
Beberapa mesin memiliki kedalaman lubang yang berbeda untuk membantu robot menggerakkan benda kerja masuk dan keluar dari area kerja. Mesin pres juga dapat dilengkapi penyangga yang membantu robot (dan operator manual) memposisikan pekerjaan mereka dengan aman.
Pada akhirnya, keandalan adalah kuncinya. Robot dan cobot dapat menjadi bagian dari jawabannya, membuatnya lebih mudah untuk diintegrasikan. “Di bidang robot kolaboratif, vendor telah membuat langkah besar dalam membuatnya semudah mungkin untuk diintegrasikan dengan mesin,” kata Boggs, “dan produsen mesin cetak telah melakukan banyak pekerjaan pengembangan untuk memastikan bahwa protokol komunikasi yang tepat sudah tersedia.”
Namun, teknik stamping dan teknik bengkel, termasuk dukungan benda kerja, instruksi kerja yang jelas (dan terdokumentasi), dan pelatihan yang tepat juga berperan. Boggs menambahkan bahwa ia masih menerima telepon tentang pengencang yang hilang dan masalah lain di departemen perangkat keras, yang banyak di antaranya bekerja dengan mesin yang andal tetapi sangat tua.
Mesin ini mungkin dapat diandalkan, tetapi pemasangan peralatannya tidak diperuntukkan bagi mereka yang tidak terampil dan tidak profesional. Ingat kembali mesin yang menemukan panjang yang salah. Pemeriksaan sederhana ini mencegah kesalahan kecil berubah menjadi masalah besar.
Gambar 5. Mesin press perangkat keras ini memiliki meja putar dengan penghenti dan empat stasiun. Sistem ini juga memiliki alat landasan khusus yang membantu operator untuk menjangkau tempat-tempat yang sulit dijangkau. Di sini, alat penyambung dimasukkan tepat di bawah flensa belakang.
Tim Heston, Editor Senior The FABRICATOR, telah berkecimpung di industri fabrikasi logam sejak 1998, memulai kariernya di Majalah Welding milik American Welding Society. Sejak saat itu, majalah tersebut telah meliput semua proses fabrikasi logam mulai dari stamping, pembengkokan dan pemotongan hingga penggilingan dan pemolesan. Ia bergabung dengan The FABRICATOR pada bulan Oktober 2007.
FABRICATOR adalah majalah fabrikasi dan pembentukan baja terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menerbitkan berita, artikel teknis, dan kisah sukses yang memungkinkan produsen melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien. FABRICATOR telah berkecimpung di industri ini sejak tahun 1970.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang sepenuhnya dapat diakses, menyediakan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar stamping logam.
Sekarang dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.